涡旋液压泵基础研究

发布时间：2017-04-18 13:04

  本文关键词：涡旋液压泵基础研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,涡旋式机械得到了很多学者的重视而且得到了快速发展,作为一种容积式机械,相对于其它机械来说,它在效率,可靠性,尺寸,重量,噪声控制等方面具有不可比拟的优势及优点,不仅具有容积式机械的特点,还具有回转式机械的性质,国内外学者对它进行了深入并广泛的研究。目前涡旋理论主要应用在气体压缩机的研制上,涡旋压缩机相应介质为空气,已在空调等制冷方面得到了较好的应用,然而涡旋泵方面的研究还处于起步阶段。本文采用常见的涡旋型线(正四边形渐开线)作为研究对象,结合液体泵的与气体压缩机不同的工作条件,进行了涡旋液压泵型线仿真设计,流体数值模型分析,虚拟建模,传动系统平衡分析与改进。本文对涡旋液压泵进行的基础研究主要包括以下几点:(1)建立正方形渐开线涡旋齿内侧、外侧的型线方程,根据液压泵介质不能被压缩的工作需要,对型线方程进行了改进,使其在啮合过程中不产生压缩腔,利用Matlab的图形运动处理功能,对模型的啮合状况进行了验证,并初步计算了涡旋液压泵的排量。(2)在Gambit中建立了涡旋液压泵的流道模型,对模型进行合理的网络划分,将网络文件导入Fluent中,利用Fluent软件的动网络技术测试了不同的主轴转速对涡旋泵内流体数值的影响,主要从流速变化,压力变化两个方面进行分析,为转速的合理选择提供了参考。(3)在三维建模软件Solidworks中对涡旋液压泵的主要零件进行了三维建模和虚拟装配,对装配体模型进行了干涉检查,从而确保模型正确无误,并分析了各个关键零件的受力和运动。(4)利用虚拟样机技术对涡旋液压泵的样机模型进行了测试,测试结果显示主轴运动过程中离心力过大,通过平衡块的设计解决了传动系统的平衡问题,设计的可靠性在Adams软件中得到了验证。
【关键词】：涡旋液压泵 正四边形渐开线 流体数值模拟 虚拟样机技术
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137.51
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 引言9
• 1.2 涡旋机械的构造及工作过程9-10
• 1.3 涡旋压缩机的研究进展10-13
• 1.3.1 涡旋压缩机国内外相关开发单位11
• 1.3.2 涡旋压缩机的型线选择方案11-12
• 1.3.3 机构研究及力学分析12
• 1.3.4 涡旋机械运行状况模拟及分析12
• 1.3.5 涡旋盘的加工12-13
• 1.3.6 组合型线13
• 1.4 涡旋理论在涡旋液压泵上的研究进展13-14
• 1.5 涡旋液压泵的研究意义14
• 1.6 涡旋机械的发展趋势14-15
• 1.7 本课题研究的主要内容15-16
• 第2章 涡旋泵型线的改进16-25
• 2.1 型线设计的条件16
• 2.2 包络型线的啮合原理16-17
• 2.3 常见型线17-18
• 2.4 涡旋液压泵的型线特点18-19
• 2.5 正四边形渐开线的数学模型19-20
• 2.6 数学模型的仿真验证20-22
• 2.6.1 Matlab图形处理方法21
• 2.6.2 程序编译的流程21-22
• 2.7 型线的改进及排量的理论计算22-24
• 2.8 本章小结24-25
• 第3章 涡旋液压泵的流态分析25-47
• 3.1 CFD技术在流场分析中的优势25-26
• 3.2 涡旋液压泵流体控制模型26-30
• 3.2.1 涡旋液压泵流体数学方程26-28
• 3.2.2 流体流动的离散方程28-29
• 3.2.3 涡旋液压泵流动状态判断29-30
• 3.3 涡旋液压泵流道模型的等价简化及网络模型的建立30-35
• 3.3.1 GAMBIT软件功能30-31
• 3.3.2 网络划分技术31-32
• 3.3.3 网络的影响32
• 3.3.4 涡旋液压泵流道模型的建立32-35
• 3.4 模型数值计算分析35-46
• 3.4.1 Fluent软件概述35-36
• 3.4.2 动网络技术在涡旋液压泵流场计算中的应用36-38
• 3.4.3 模型计算流程38-39
• 3.4.4 模型数值计算分析39-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第4章 涡旋液压泵的虚拟建模及载荷分析47-59
• 4.1 虚拟建模技术及Solidworks软件概述47-49
• 4.1.1 虚拟建模技术47
• 4.1.2 虚拟建模技术的意义47-48
• 4.1.3 Solidworks软件设计思想概述48-49
• 4.2 涡旋泵关键零件的虚拟建模49-52
• 4.2.1 动、静涡旋盘零件的建模49-51
• 4.2.2 偏心轴的三维模型51
• 4.2.3 防自转机构的三维模型51-52
• 4.3 涡旋液压泵关键零件装配体模型52-53
• 4.4 关键零件的受力分析53-58
• 4.4.1 十字环运动及受力分析53-55
• 4.4.2 动涡旋盘运动及其载荷分析55-58
• 4.5 本章小结58-59
• 第5章 传动系统平衡改进59-74
• 5.1 动力学仿真技术及相应的软件ADAMS59-61
• 5.1.1 动力学技术仿真原理59
• 5.1.2 Adams模块简介59-60
• 5.1.3 Adams多刚体算法60-61
• 5.2 涡旋液压泵样机创建与分析61-65
• 5.2.1 ADAMS与三维CAD软件的数据交换61
• 5.2.2 数据交换原理61-62
• 5.2.3 数据交换的种类62
• 5.2.4 涡旋液压泵SOLIDWORKS模型导入ADAMS62-64
• 5.2.5 添加约束与驱动64-65
• 5.3 仿真分析65-69
• 5.3.1 设置仿真分析输出65
• 5.3.2 样机的检查65-66
• 5.3.3 交互式仿真步骤66-67
• 5.3.4 仿真结果及分析67-69
• 5.4 主轴机构的平衡69-73
• 5.4.1 初次平衡69-70
• 5.4.2 二次平衡70-71
• 5.4.3 平衡块结构设计71-73
• 5.5 本章小结73-74
• 第6章 总结与展望74-76
• 6.1 工作总结74-75
• 6.2 工作展望75-76
• 参考文献76-78
• 致谢78-79
• 附录179-80
• 附录280-81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 宁汝新,郑轶;虚拟装配技术的研究进展及发展趋势分析[J];中国机械工程;2005年15期

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本文编号：314921